JP2008090600A - Protective operation control system for control device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、電気車駆動装置用制御装置等の制御装置における各種の故障や異常を検知し、検知された複数の故障検知信号を保護動作部に伝送して故障検知信号に応じた保護動作制御を行う、制御装置の保護動作制御システムに関するものである。 The present invention detects various failures and abnormalities in a control device such as a control device for an electric vehicle drive device, transmits a plurality of detected failure detection signals to a protection operation unit, and performs protection operation control according to the failure detection signal It is related with the protection operation control system of a control apparatus which performs.
従来の電気車駆動装置用制御装置においては、特許文献1に示されるように、各種の故障もしくは異常(以下故障と総称する)を検知した複数の故障検知信号は、モニタ装置間を伝送される際に、パラレル−シリアル伝送手段によりシリアル信号化され、1本に集約されたシリアル信号線として伝送され、受信側のモニタ装置では、同じくシリアル−パラレル伝送手段によって元のパラレル信号に戻され、制御マイコンなどに入力される。これにより、監視すべき故障信号本数分の引き通し線を用いることなく複数の故障検知信号の伝送が可能になる。
In a conventional control device for an electric vehicle drive device, as shown in
上記の従来技術では、信号本数が減少し、信号本数の制約なしに伝送回路を構成することが可能になるものの、全ての故障検知信号を個別に伝送していた場合と異なり、信号をシリアル化したことによって、個々の信号に時系列的な順序が発生してしまうこととなるばかりか、シリアル信号線が断線した場合、故障検知信号を全く伝送することができなくなる。
電気車駆動装置用制御装置における故障検知信号は電気車内で発生した故障情報を示すものであり、これにもとづいて電気車を迅速且つ安全に制御する必要がある。発生する故障のうち、軽微で自動復帰するもの、または外部からの人為的な操作によって復旧するような故障を軽故障、電気車の駆動系に直接関係する様な重度の故障を重故障と呼ぶが、万が一重故障が発生した場合には従来技術のような信号のシリアル化による時系列的遅れは回避されなければならず、電気車を迅速且つ安全に制御しなければならない。
With the above conventional technology, the number of signals is reduced and it is possible to configure a transmission circuit without restrictions on the number of signals, but unlike the case where all failure detection signals are transmitted individually, the signals are serialized. As a result, a time-sequential order occurs in each signal, and when the serial signal line is disconnected, a failure detection signal cannot be transmitted at all.
The failure detection signal in the control device for the electric vehicle drive device indicates failure information generated in the electric vehicle, and it is necessary to control the electric vehicle quickly and safely based on this. Among the failures that occur, minor failures that automatically recover, or failures that are recovered by external human manipulation, are called minor failures, and severe failures that are directly related to the drive system of an electric vehicle are called major failures. However, if a single failure occurs, the time-series delay due to signal serialization as in the prior art must be avoided, and the electric vehicle must be controlled quickly and safely.
この発明は、上記のような点に鑑み、故障検知信号の伝送信号線数を抑制し、かつ故障検知信号のシリアル化による時系列的遅れがなく迅速に適切な保護動作を行える制御装置の保護動作制御システムを提供することを目的とする。 In view of the above-described points, the present invention protects a control device that can suppress the number of transmission signal lines of a failure detection signal, and can quickly perform appropriate protection operation without a time-series delay due to serialization of the failure detection signal. An object is to provide an operation control system.
この発明は、制御装置の故障を検知して故障検知信号を出力する故障検知部と、この故障検知部からの複数の故障検知信号を信号線を介して受信し、これらの故障検知信号に対応して所定の保護動作を実行する保護動作部とを備えた制御装置の保護動作制御システムにおいて、前記故障検知部は、前記制御装置の故障を検知して故障検知信号を出力する複数の故障検知回路と、前記複数の故障検知信号の論理和をとった論理和信号を第一の信号線を介して送出する論理和回路と、前記複数の故障検知信号をシリアル信号に変換し第二の信号線を介して送出するパラレル/シリアル変換回路とを備え、前記保護動作部は、前記第一の信号線を介して伝送された論理和信号により保護動作を行う複数の保護動作回路と、前記第二の信号線を介して伝送された複数の故障検知信号をパラレル信号に変換するシリアル/パラレル変換回路と、前記複数の保護動作回路の動作を監視すると共に、前記第一の信号線が断線した場合に前記第二の信号線を介して伝送された前記パラレル信号にもとづき、前記複数の保護動作回路を動作させる制御手段とを備えたものである。 This invention detects a failure of a control device and outputs a failure detection signal, and receives a plurality of failure detection signals from the failure detection unit via a signal line, and responds to these failure detection signals. And a protection operation control system for a control device including a protection operation unit that executes a predetermined protection operation, wherein the failure detection unit detects a failure of the control device and outputs a failure detection signal. A circuit, a logical sum circuit that outputs a logical sum of the plurality of failure detection signals via a first signal line, and a second signal that converts the plurality of failure detection signals into a serial signal. A parallel / serial conversion circuit for transmitting via a line, wherein the protection operation unit includes a plurality of protection operation circuits that perform a protection operation by an OR signal transmitted via the first signal line; Through two signal lines The serial / parallel conversion circuit that converts the plurality of failure detection signals sent to parallel signals, and the operation of the plurality of protection operation circuits are monitored, and the second signal when the first signal line is disconnected Control means for operating the plurality of protection operation circuits based on the parallel signals transmitted via the line.
この発明によれば、伝送信号線数を抑制しつつ、信号のシリアル化による時系列的遅れがなく迅速に保護動作を行えることを可能とし、より信頼性の高い制御装置の保護動作制御システムを実現することができる。 According to the present invention, a protection operation control system for a control device with higher reliability can be realized, which can perform a protection operation quickly without a time series delay due to signal serialization while suppressing the number of transmission signal lines. Can be realized.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1である電気車駆動装置用制御装置の保護動作制御システムを示すもので、電気車駆動装置用制御装置における各種の故障を検知し故障検知信号を送出する故障検知部10と、この故障検知部10から伝送された故障検知信号にもとづき各種の必要な保護動作を行う保護動作部20とで構成される。
FIG. 1 shows a protection operation control system for a control device for an electric vehicle drive device according to
故障検知部10において、11は故障検知におけるセット値などを規定する制御マイコン、12a,12bは電気車において発生した故障を検知する複数の故障検知回路、13a,13bは故障検知回路12a,12bにて検知された各故障検知信号をそれぞれ伝送する信号線、14は信号線13a,13bによって伝送された複数の故障検知信号をパラレル信号からシリアル信号へ変換するパラレル/シリアル変換回路、15a,15bは故障検知信号の論理和(OR)をとる論理和回路で、15aは重故障に対応する論理和回路、15bは軽故障に対応する論理和回路である。
16a,16bは論理和回路15a,15bによって生成された重故障、軽故障のそれぞれの論理和信号を伝送する信号線、17はパラレル/シリアル変換回路14によってシリアル変換された故障検知信号を伝送する信号線である。
18は制御マイコン11と接続され、シリアル信号のスタートビットを伝送する信号線である。
In the
16a and 16b are signal lines for transmitting the logical sum signals of the major fault and the minor fault generated by the
A
保護動作部20において、21は電気車駆動装置用制御装置の保護動作を行うためのソフトウェアを記述した制御マイコン、22は信号線17を介して伝送されたシリアル信号をパラレル信号に変換するシリアル/パラレル変換回路で、その出力を制御マイコン21に供給する。
23a,23bは信号線16a,16bによって伝送された各々の故障検知信号に対応した保護動作を行う保護動作回路、24はシリアル/パラレル変換回路22によって変換された各々の故障検知信号をモニタ等に表示する表示回路、25はシリアル/パラレル変換回路22によって変換された各々の故障検知信号を時系列的に記録する記憶回路である。
そして、制御マイコン21は、信号線18により故障検知部10の制御マイコン11と接続されていると共に、シリアル/パラレル変換回路22、保護動作回路23a,23b、表示回路24、記憶回路25と接続され、後述するような各種の制御を実行する。
In the
23a and 23b are protection operation circuits that perform protection operations corresponding to the respective failure detection signals transmitted by the
The
上記の構成において、電気車の走行時において駆動装置用制御装置に、ある種の故障が発生すると、それは直ちに故障検知回路12a,12bによって検知され、故障検知信号としてそれぞれ信号線13a,13bに送出される。
送出された故障検知信号信号はパラレル/シリアル変換回路14において個別のパラレル信号からシリアル信号へと変換され、故障検知部10から保護動作部20へ信号線17を介して伝送される。
保護動作部20において、信号線17を介して伝送されたシリアル信号は、シリアル/パラレル変換回路22によりパラレル信号に変換されて個別の故障検知信号として制御マイコン21へと入力される。そして、制御マイコン21の指令により表示回路24に故障検知信号が運転台等に表示されると共に、記憶回路25に故障検知信号が時系列的に記録される。
In the above-described configuration, when a certain type of failure occurs in the drive device control device while the electric vehicle is running, it is immediately detected by the
The sent failure detection signal signal is converted from an individual parallel signal into a serial signal in the parallel /
In the protection operation unit 20, the serial signal transmitted through the
上記の動作は、基本的に従来技術と同様であるが、この発明においてはさらに以下の動作を行う。
すなわち、発生した故障に対し直ちに故障検知回路12a,12bがその故障を検知し、故障検知信号を信号線13a,13bへ送出し、パラレル/シリアル変換回路14へ伝送すると同時に、故障の内分けにより、重故障、軽故障のそれぞれにおいて論理和回路15a,15bへ故障検知信号を出力する。論理和回路15a,15bにおいては、重故障、軽故障のそれぞれにおいて発生した故障検知信号の論理和をとり、それぞれの論理和信号を信号線16a,16bを介して保護動作部20へと伝送する。保護動作部20において、保護動作回路23a,23bはそれぞれの論理和信号を受信すると直ちに必要な保護動作を行い、電気車駆動用の制御装置を安全かつ迅速に保護する。
The above operation is basically the same as that of the prior art. In the present invention, the following operation is further performed.
That is, the
なお、故障検知信号はパラレル/シリアル変換回路14、信号線17、シリアル/パラレル変換回路22のルートを介して制御マイコン21に入力されるが、このルートの故障検知信号は、変換回路を通過するため、論理和回路15a,15b、信号線16a、16b、保護動作回路23a,23bのルートにより伝送される故障検知信号に比して若干遅れる。
このため通常状態においては、保護動作回路23a,23bは、シリアル/パラレル変換回路22のルートに優先して論理和回路15a,15bのルートの故障検知信号により迅速に保護動作を行う。
The failure detection signal is input to the
For this reason, in the normal state, the
この場合、保護動作部20の制御マイコン21は、論理和回路15a,15bのルートによる保護動作回路23a,23bの動作を監視し、論理和回路15a,15bのルートによる保護動作とシリアル/パラレル変換回路22のルートから伝送された故障検知信号との整合性をチェックすることによって、論理和信号を伝送する信号線16a,16bの断線を検知し、さらに、伝送されるシリアル信号に断線検知用のビットを付加することによって、シリアル信号を伝送する信号線17の断線検知を行う。
In this case, the
以下、上記のような信号線の断線検知を行う場合の動作について具体的に説明する。
図2は図1の信号線17,18により伝送される信号の一例を示す信号波形図である。
S1は、図1における信号線17により伝送されるシリアル信号、S2は故障検知部10の制御マイコン11によって作成され信号線18を介して保護動作部20の制御マイコン21に伝送されるシリアル信号S1のスタートビット信号、S3は制御マイコン11と制御マイコン21のそれぞれに同期したクロック信号、S4は制御マイコン21内でカウントされるカウンタの値である。
制御マイコン21は、制御マイコン11から出力されるスタートビットS2を受け取ると、S4に示す通りカウンタをリセットしてカウントアップを開始すると同時に、次のクロックS3の立ち上がりから始まる情報をシリアル信号として認識する。制御マイコン11と制御マイコン21の間にはカウンタの値、すなわちシリアル信号のビット長については予め取り決めを行っておき、カウンタの値が予め取り決めた値nに達した段階で制御マイコン21はシリアル信号が終了したものと認識する。
なお、故障検知部10のパラレル/シリアル変換回路14においては、信号線13a,13bによって入力される各種故障検知信号がない場合、すなわち故障が起こっていない場合においても出力するシリアル信号の最初のビットには必ず開始フラグ'11'を、最終ビットには終了フラグ'10'を出力するよう予め設定しておくものとする。これらのフラグは、ビットが欠落したり受信側である保護動作部20で検知できなかったりした場合に、故障検知信号を正確に認識、制御できなくなるのを防止するのに有効である。
Hereinafter, the operation when the disconnection detection of the signal line as described above is performed will be specifically described.
FIG. 2 is a signal waveform diagram showing an example of a signal transmitted through the
S1 is a serial signal transmitted through the
Upon receiving the start bit S2 output from the
In the parallel /
次に、論理和信号の信号線16a,16b、シリアル信号の信号線17が断線した場合の保護動作について図3,4,5の動作説明図を用いて説明する。
図3,4,5において、F12a,F12b,F14,F15a,F15b,F21,F22,F23a,F24,F25は、それぞれ故障検知回路12a,12b、パラレル/シリアル変換回路14、論理和回路15a、15b、制御マイコン21、シリアル/パラレル変換回路22、保護動作回路23a,23b、表示回路24、記憶回路25の機能ブロックを示している。
Next, the protection operation when the
3, 4, and 5, F12a, F12b, F14, F15a, F15b, F21, F22, F23a, F24, and F25 are
いま、図3に示すように、論理和信号の信号線16a,16bが断線したとすると、故障検知回路から出力された故障検知信号は、論理和回路とパラレル/シリアル変換回路に送られる。この場合、論理和信号の信号線16a、16bが断線しているため、論理和信号による保護動作が行われないが、シリアル化された故障検知信号は、パラレル変換されて制御マイコンへ入力される。
そして、保護動作を監視している制御マイコンは、論理和信号による保護動作がないにもかかわらず、シリアル化された故障検知信号入力があることで、論理和信号の信号線16a,16bの断線を検知すると同時に、シリアル化された故障検知信号による保護動作を直ちに実行させる。
これと同時に、制御マイコンはシリアル化された故障検知信号による保護動作情報と、論理和信号の信号線16a,16bの断線情報を表示回路に表示させると共に、記憶回路にこの状態を記録する。更に、制御マイコンは、信号線16a,16bの断線に伴う電気車両に必要な制御を安全かつ迅速に実行する。
Now, as shown in FIG. 3, if the
The control microcomputer that monitors the protection operation is disconnected from the
At the same time, the control microcomputer displays the protection operation information by the serialized failure detection signal and the disconnection information of the
次に、図4に示すように、シリアル信号の信号線17が断線した場合には、故障検知回路から出力された故障検知信号は、論理和回路とパラレル/シリアル変換回路に送られる。この場合論理和信号の信号線16a,16bを介して、直ちに保護動作が行われる。
一方、シリアル信号の信号線17が断線しており、制御マイコン側へ保護情報が入力されない。
この場合、保護動作回路を監視している制御マイコンは、論理和信号による保護動作があるにもかかわらず、シリアル化された故障検知信号の入力がなく、かつ、信号線17の断線によるシリアル信号開始・最終ビットが確認できないことで、信号線17の断線を検知する。
また、制御マイコンは、論理和信号による保護動作情報と、シリアル信号の信号線17の断線情報を表示回路に表示させると共に、記憶回路にこの状態を記録する。更に、信号線17の断線に伴う電気車両に必要な制御を安全かつ迅速に実行する。
Next, as shown in FIG. 4, when the
On the other hand, the
In this case, the control microcomputer that monitors the protection operation circuit does not receive a serialized failure detection signal and has a serial signal due to the disconnection of the
Further, the control microcomputer displays the protection operation information by the logical sum signal and the disconnection information of the
更に、図5に示すように、論理和信号の信号線16a,16b、シリアル信号の信号線17の両方が断線した場合には、故障検知回路から出力された故障検知信号は、論理和回路とパラレル/シリアル変換回路に送られるが、論理和信号の信号線16a,16bが断線しているため、論理和信号による保護動作が行われない。また、シリアル信号の信号線17も断線しているため、故障検知情報が制御マイコンへ伝送されず、図4の場合と同様に、シリアル信号断線によるシリアル信号開始・最終ビットが確認できないことで、シリアル信号の信号線17の断線が検知される。
制御マイコンは、論理和信号の信号線16a,16bの断線情報と、シリアル信号の信号線17の断線情報を表示回路に表示させると共に、記憶回路にこの状態を記録する。更に、信号線16a,16b、信号線17の断線に伴う電気車両に必要な制御を安全かつ迅速に実行する。
Further, as shown in FIG. 5, when both the
The control microcomputer causes the display circuit to display the disconnection information of the
以上のように、この発明の実施の形態1によれば、パラレル/シリアル変換による信号線数の抑制による柔軟な機器構成を達しつつ、個別に故障検知信号を伝送している場合と同様に即座に故障検知から保護動作を行い、より安全性の高い電気車駆動制御装置の保護動作制御を実現することができる。
また、発生した故障検知情報を確実に保護動作部へ伝送できるだけでなく、各種伝送ラインが断線した場合においても高い冗長性を確保することが可能となる。
As described above, according to the first embodiment of the present invention, it is possible to achieve a flexible device configuration by suppressing the number of signal lines by parallel / serial conversion, and immediately, as in the case of individually transmitting failure detection signals. Thus, the protection operation can be realized from the failure detection, and the protection operation control of the electric vehicle drive control device with higher safety can be realized.
In addition, it is possible not only to reliably transmit the generated failure detection information to the protection operation unit, but also to ensure high redundancy even when various transmission lines are disconnected.
なお、上記実施の形態では、電気車駆動装置用制御装置の保護動作制御システムに適用した場合について説明したが、シリアル化による時間的遅れを回避すべき他の制御装置の保護動作制御システムにも用いても同様の効果を奏する。 In the above embodiment, the case where the present invention is applied to the protection operation control system of the control device for the electric vehicle drive device has been described, but the protection operation control system of another control device that should avoid the time delay due to serialization is also described. Even if used, the same effect can be obtained.
10 故障検知部
11 制御マイコン
12a,12b 故障検知回路
13a,13b 信号線
14 パラレル/シリアル変換回路
15a,15b 論理和回路
16a,16b 信号線
17,18 信号線
20 保護動作部
21 制御マイコン
22 シリアル/パラレル変換回路
23a,23b 保護動作回路
24 表示回路
25 記憶回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10
Claims (4)
前記故障検知部は、前記制御装置の故障を検知して故障検知信号を出力する複数の故障検知回路と、
前記複数の故障検知信号の論理和をとった論理和信号を第一の信号線を介して送出する論理和回路と、
前記複数の故障検知信号をシリアル信号に変換し第二の信号線を介して送出するパラレル/シリアル変換回路とを備え、
前記保護動作部は、前記第一の信号線を介して伝送された論理和信号により保護動作を行う複数の保護動作回路と、
前記第二の信号線を介して伝送された複数の故障検知信号をパラレル信号に変換するシリアル/パラレル変換回路と、
前記複数の保護動作回路の動作を監視すると共に、前記第一の信号線が断線した場合に前記第二の信号線を介して伝送された前記パラレル信号にもとづき、前記複数の保護動作回路を動作させる制御手段とを備えた
ことを特徴とする制御装置の保護動作制御システム。 A failure detection unit that detects a failure of the control device and outputs a failure detection signal, and receives a plurality of failure detection signals from the failure detection unit via a signal line, and in response to these failure detection signals, predetermined failure detection signals are received. In a protection operation control system of a control device including a protection operation unit that executes a protection operation,
The failure detection unit detects a failure of the control device and outputs a failure detection signal, and a plurality of failure detection circuits,
A logical sum circuit for sending a logical sum signal obtained by logically summing the plurality of failure detection signals via a first signal line;
A parallel / serial conversion circuit that converts the plurality of failure detection signals into serial signals and sends them through a second signal line;
The protection operation unit includes a plurality of protection operation circuits that perform a protection operation using a logical sum signal transmitted through the first signal line;
A serial / parallel conversion circuit for converting a plurality of failure detection signals transmitted via the second signal line into parallel signals;
The operation of the plurality of protection operation circuits is monitored, and the plurality of protection operation circuits are operated based on the parallel signal transmitted through the second signal line when the first signal line is disconnected. A control operation control system for the control device.
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